Електромобилността набира все повече и повече скорост. Тя е важен елемент за намаляване на CO₂ емисии от трафика. Но колко икономично е да се експлоатират тежкотоварни камиони с 40-тонен полезен товар на дълги разстояния, като се използва само електрическа енергия от батерията? Като се има предвид теглото на акумулатора, дългото време за зареждане и ограниченият обхват на днешната технология, електрическите задвижвания не са първият избор за тежките камиони. Независимо от това, дори 40-тонните камиони ще могат да изминат повече от хиляда километра в изцяло електрически режим в близко бъдеще. Ключът към това е задвижването с горивните клетки на Bosch. Когато се захранва с водород, произведен чрез възобновяема енергия, този задвижващ механизъм позволява неутрален за климата транспорт на стоки. Bosch прави първата стъпка в тази посока, като разработва задвижващата система с горивни клетки предимно с фокус върху камионите, а компанията планира да започне производство през 2022–2023. След като се утвърдят в камиони, силовите агрегати на Bosch с горивни клетки все повече ще намират път в леките автомобили, превръщайки ги в неразделна част от утрешното портфолио на силовите агрегати.

1) Климатична неутралност

В горивна клетка, водород (Н₂) реагира с кислород (O₂) от околния въздух. Енергията, която тази реакция отделя, се превръща в електричество, което се използва за шофиране. Топлината и чистата вода (H ₂ O) са други продукти на реакцията. Н₂ се получава при електролиза, при която водата се разделя на водород и кислород с помощта на електричество. Генерирането на това електричество от възобновяеми енергийни източници прави задвижването на горивните клетки напълно неутрално спрямо климата. Особено за големи, тежки превозни средства, горивните клетки имат по-добър въглероден отпечатък, отколкото ексклузивно акумулаторните електрически задвижвания, ако CO₂ емисиите за производство, експлоатация и обезвреждане се събират. Всичко, от което се нуждаят превозни средства с горивни клетки в допълнение към резервоара за водород, е много по-малка батерия за междинно буферно съхранение. Това значително намалява техния въглероден отпечатък в производството. „Предимствата на горивната клетка наистина играят роля в онези области, където електрическите задвижвания с акумулаторни батерии не блестят“, обяснява д-р Уве Гакстатер, президент на подразделението Bosch Powertrain Solutions. „Това означава, че няма конкуренция между горивните клетки и батериите; вместо това те се допълват перфектно. “

2) Потенциални приложения

Водородът има висока енергийна плътност. Един килограм водород съдържа толкова енергия, колкото 3.3 литра дизел. За да измине 100 километра, лек автомобил се нуждае само от около един килограм; 40-тонен камион се нуждае от само седем килограма. Както и при дизела или бензина, отнема само няколко минути, за да се запълни един празен H₂ резервоар и да се продължи пътуването. „Горивните клетки са първият избор за транспортиране на по-големи товари в продължение на много километри всеки ден“, казва Gackstatter, обобщавайки предимствата. С финансиране от ЕС, проектът Bosch работи съвместно с други компании, за да изгради малък парк от камиони с горивни клетки и да ги пусне на път. В допълнение към мобилните приложения, Bosch разработва горивни клетки за стационарни приложения по технологията на твърди оксидни горивни клетки (SOFC). Едно от предназначенията за тях е като малки разпределени електроцентрали в градовете, центрове за данни и пунктове за зареждане на електрически превозни средства. Ако целите на Парижките климатични действия бъдат изпълнени, в бъдеще водородът ще трябва да захранва не само автомобили и камиони, но и влакове, самолети и кораби. Енергийната и стоманодобивната промишленост също планират да използват водород.

3) Ефективност

Един от решаващите фактори за екологичността и рентабилността на задвижването е неговата ефективност. Тя е около една четвърт по-висока за превозни средства с горивни клетки, отколкото за автомобили с двигатели с вътрешно горене. Използването на рекуперативно спиране допълнително повишава ефективността. Още по-ефективни са акумулаторните превозни средства, които могат да съхраняват електричество директно в автомобила и да го използват за задвижване. Тъй като производството и търсенето на енергия не винаги съвпадат по време и местоположение, електричеството от вятърни и слънчеви централи често остава неизползвано, тъй като не може да намери потребител и не може да се съхранява. Това е мястото, където водородът се появява. Излишъкът от електричество може да се използва за производството му по децентрализиран начин, готов за гъвкаво съхранение и транспортиране.

4) Разходи

Цената на зеления водород ще намалее значително, когато производственият капацитет бъде разширен и цената на електроенергията, произведена от възобновяеми източници, спадне. Съветът за водорода, асоциация от над 90 международни компании, очаква през следващите десет години разходите за много водородни приложения да спаднат наполовина – което ги прави конкурентоспособни с други технологии. Понастоящем Bosch работи със стартъпа Powercell, за да разработи стека, ядрото на горивната клетка и да го направи готов за пазара, за производство, което да последва. Целта е високоефективно решение, което може да бъде произведено на ниска цена. „В средносрочен план използването на превозно средство с горивна клетка няма да бъде по-скъпо от използването на конвенционален задвижващ механизъм“, казва Gackstatter.

5) Инфраструктура

Днешната мрежа от бензиностанции за водород не предлага пълно покритие, но около 180 бензиностанции за водород в Европа вече са достъпни за някои важни транспортни маршрути. Компаниите в много страни си сътрудничат, за да продължат с разширяването, често подкрепяно от държавни субсидии. И в Германия политиците признаха важната роля на водорода в декарбонизирането на икономиката и я закрепиха в Националната стратегия за водорода. Например, съвместното предприятие H₂ Mobility ще изгради около 100 обществено достъпни бензиностанции в Германия до края на 2020 г., докато финансираният от ЕС H2Haul проектът работи не само върху камиони, но и върху бензиностанциите, необходими по планираните маршрути. Япония, Китай и Южна Корея също имат всеобхватни програми за подкрепа.

6) Безопасност

Използването на газообразен водород в превозните средства не е по-опасно от другите автомобилни горива или батерии. Водородните резервоари не представляват повишен риск от експлозия. Вярно е, че Н₂ изгаря в комбинация с кислород и че смес от двете извън определено съотношение е експлозивна. Но водородът е около 14 пъти по-лек от въздуха и следователно изключително летлив. Например, всеки H_2, който изтече от резервоара на превозното средство, ще се излети по-бързо, отколкото може да реагира с околния кислород. При тест за пожар, проведен върху автомобил с горивни клетки от американски изследователи през 2003 г., имаше запалване на пожар, но той бързо угасна. Превозното средство остава до голяма степен невредимо.

7) Време

Производството на водород е доказан и технологично ясен процес. Това означава, че може да се увеличи бързо, за да отговори на по-голямото търсене. Освен това горивните клетки вече са достигнали необходимата технологична зрялост за тяхното комерсиализиране и широко използване. Според Съвета, водородната икономика може да стане конкурентоспособна през следващите десет години, при условие че има достатъчно инвестиции и политическа воля. „Времето за навлизане във водородната икономика е сега“, казва Gackstatter.